第四節(jié) 建 筑 材 料

一、建筑材料的種類

建筑材料是建造和裝飾建筑物所用的各種材料的統(tǒng)稱，是構(gòu)成建筑物的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑材料的品種和質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安全性、耐久性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和藝術(shù)性。例如在一些地區(qū)，人們買房除了怕買到兇宅，還怕買到海砂屋。海砂屋是指不使用河砂而使用成本較低的不合格的海砂所建造的房屋。海砂如果未經(jīng)淡化或處理不好，時(shí)間久了會造成鋼筋腐蝕，破壞混凝土結(jié)構(gòu)，對房屋使用安全造成嚴(yán)重影響，甚至造成房屋坍塌。

建筑材料的品種繁多，新型材料不斷出現(xiàn)，各種材料的性能和用途不盡相同。根據(jù)材料的化學(xué)成分，分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料，具體分類和實(shí)例見表2-1。

此外，根據(jù)材料的來源，分為天然材料和人造材料;根據(jù)材料在建筑物中的功能，分為承重和非承重材料、保溫和隔熱材料、吸聲和隔聲材料、防水材料、裝飾材料等;根據(jù)材料的用途，分為結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料等。

二、建筑裝飾材料的種類

建筑裝飾材料也稱為建筑裝修材料，屬于建筑材料中的一類，是指鋪設(shè)或涂刷在建筑物的內(nèi)外表面，起著保護(hù)、完善和美化建筑物作用的材料。一般在建筑物主體結(jié)構(gòu)工程完工后，用其進(jìn)行室內(nèi)外墻面、地面、頂棚等的裝飾裝修。

建筑裝飾材料除了可根據(jù)上述建筑材料的化學(xué)成分和來源進(jìn)行分類，通常還可根據(jù)材質(zhì)，分為木質(zhì)類、石材類、陶瓷類、玻璃類、金屬類、塑料類、皮革類、纖維類、涂料類、無機(jī)膠凝材料等;根據(jù)裝飾建筑物的部位，分為墻面(又分為外墻面、內(nèi)墻面)、地面、頂棚、門窗等裝飾材料，具體見表2-2。

三、建筑材料的基本性質(zhì)

為了建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀，要求不同部位的建筑材料發(fā)揮不同的作用，具有相應(yīng)的性質(zhì)。例如，作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料，要承受各種外力的作用，因此應(yīng)具有所需的力學(xué)性質(zhì);外墻面和屋面材料，應(yīng)能經(jīng)受長期的風(fēng)吹、日曬、雨淋、冰凍等破壞作用;屋面防水材料、地下防潮材料，應(yīng)具有良好的耐水性和抗?jié)B性;內(nèi)墻材料，應(yīng)具有隔熱、吸聲和隔聲的性能;在易受酸、堿、鹽類物質(zhì)腐蝕的部位，材料還應(yīng)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。建筑材料的性質(zhì)主要有物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和耐久性。

(一)建筑材料的物理性質(zhì)

建筑材料的物理性質(zhì)，可分為與質(zhì)量、與水和與溫度有關(guān)的性質(zhì)。

1.與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)

(1)密度：是指材料單位體積的質(zhì)量，即材料的質(zhì)量與體積之比。分為表觀密度和實(shí)際密度。表觀密度是材料的質(zhì)量與材料在自然狀態(tài)下的體積之比。實(shí)際密度是材料的質(zhì)量與材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積之比。材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包括材料內(nèi)部孔 隙的體積，即材料在自然狀態(tài)下的體積減去材料內(nèi)部孔隙的體積。建筑材料中，除鋼材、玻璃、瀝青的內(nèi)部孔隙可忽略不計(jì)外，絕大多數(shù)材料的內(nèi)部都有一定的孔隙。

(2)密實(shí)度：是指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積與在自然狀態(tài)下的體積之比。凡是內(nèi)部有孔隙的材料，其密實(shí)度都小于1。密實(shí)度反映固體材料中固體物質(zhì)的充實(shí)程度，其大小與材料的強(qiáng)度、耐水性、導(dǎo)熱性等有關(guān)。密實(shí)度又等于表觀密度與實(shí)際密度之比。因此，表觀密度與實(shí)際密度越接近的，密實(shí)度越接近于1，材料就越密實(shí)。

(3)孔隙率：是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料在自然狀態(tài)下的體積的比例?？紫堵屎兔軐?shí)度是從不同的角度來說明材料的同一性質(zhì)。材料的內(nèi)部孔隙構(gòu)造，分為開口孔隙(即與外界相通)和封閉孔隙(即與外界隔絕)。材料的許多重要性質(zhì)與其孔隙率大小和內(nèi)部孔隙構(gòu)造有著密切關(guān)系。一般情況下，材料的內(nèi)部孔隙率越大，其密度、強(qiáng)度越小，耐水性、抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、耐磨性和耐久性越差，但保溫性、吸聲性、吸水性和吸濕性越強(qiáng)。

2.與水有關(guān)的性質(zhì)

(1)吸水性：是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，可用材料的吸水率來反映。

(2)吸濕性：是指材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)，可用材料的含水率來反映。材料還可向干燥的空氣中散發(fā)水分，稱為還濕。材料吸水后會導(dǎo)致絕熱性降低，強(qiáng)度和耐久性下降。材料吸濕和還濕會引起其體積變化和變形，影響使用。

(3)耐水性：是指材料在飽和水作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。

(4)抗?jié)B性：也稱為不透水性，是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。

(5)抗凍性：是指材料在吸水飽和狀態(tài)經(jīng)歷多次凍融循環(huán)作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。

3.與溫度有關(guān)的性質(zhì)

(1)導(dǎo)熱性：是指在材料兩側(cè)存在溫差時(shí)，熱量由溫度高的一側(cè)通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)的性質(zhì)。

(2)熱容量：是指材料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)。

為了保持建筑物室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(如外墻、屋頂)應(yīng)選用導(dǎo)熱性差、熱容量較大的建筑材料。

(二)建筑材料的力學(xué)性質(zhì)

建筑材料的力學(xué)性質(zhì)是指建筑材料在各種外力作用下抵抗破壞或變形的性質(zhì)，主要有：

(1)強(qiáng)度：是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。材料在建筑物上所受的外力主要有壓力、拉力、彎曲及剪力。材料抵抗這些外力破壞的能力分別稱為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。

(2)彈性：是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力去掉后變形能完全消失的性質(zhì)。材料的這種可恢復(fù)的變形，稱為彈性變形。

(3)塑性：是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力去掉后變形不能完全恢復(fù)，但也不即行破壞的性質(zhì)。材料的這種不可恢復(fù)的殘留變形，稱為塑性變形。

(4)脆性：是指材料在外力作用下未發(fā)生顯著變形就突然破壞的性質(zhì)。脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，因此脆性材料只適用于受壓構(gòu)件。建筑材料中大部分無機(jī)非金屬材料均為脆性材料，如天然石材、磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土等。

(5)韌性：是指材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下產(chǎn)生較大變形尚不致破壞的性質(zhì)。鋼材、木材等屬于韌性材料。

(6)硬度：是指材料表面抵抗硬物壓人或刻畫的能力。

(7)耐磨性：是指材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性與其成分、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、硬度等有關(guān)。材料的硬度越大，耐磨性越好。

(三)建筑材料的耐久性

耐久性是指材料在環(huán)境和使用中經(jīng)受各種常規(guī)破壞因素的作用而能保持其原有性能的能力。材料用于建筑物后，要長期受到來自環(huán)境和使用方面的破壞因素的作用，如在環(huán)境中紫外線照射、空氣和雨水侵蝕、氣溫變化、干濕交替、凍融循環(huán)、蟲菌寄生等破壞因素的作用，在使用中摩擦、載荷、廢氣、廢液等破壞因素的作用。這些破壞因素的作用可歸結(jié)為物理、化學(xué)和生物的作用。它們或單獨(dú)，或交互，或綜合地作用于材料，使材料逐漸變質(zhì)、損毀而失去使用功能。

不同材料的耐久性不同，影響其耐久性的因素也不同，如木材會蟲蛀腐爛，石材會風(fēng)化溶蝕，鋼材會氧化銹蝕，塑料易老化變形，涂料會褪色脫落。采用耐久性好的材料雖然會增加成本，但因材料的使用壽命較長，建筑物的使用壽命也相應(yīng)延長，而且會降低建筑物的維修費(fèi)用，最終會提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。

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